Thermoblock mode de fonctionnement

Je publie ce post pour définir le mode de fonctionnement de ce dispositif de chauffe qui équipe certaines machines (souvent commerciales).

Est ce que ce composant est mis en route dès lors que la machine est mise sous tension ?

Si c’est le cas, comment est il régulé ?

Comme ça je dirais qu’il est constamment en marche et que s’est son inter bilame qui gère sa régulation si on peut parler de régulation (on-off-on-off.....).

Existe-t-il une manière plus efficace de gérer ce composant comme par exemple une prise de température sur le corps avec une sorte de PID pour le réguler. Et pourquoi pas une mise en fonctionnement qu’en cas de shoot souhaité (si son temps de montée en T° et stabilisation est rapide).

Autre point : s’il chauffe tout le temps alors que l’eau ne circule pas pour tirer un café, que se passe t’il avec l’eau présente dans les tuyaux ? Elle va forcément se vaporiser... Peut être que l’opv effectue la décharge. Mais alors le thermobloc chauffe un circuit vide ? Pas clair pour moi.

Merci pour vos lumières sur le sujet.

Le themobloc est un élément massique chauffé à une température contrôlée par thermostat ou capteur de température dans lequel existe un serpentin qui fait chauffer l'eau en circulation par la pompe.
Il n'y aura pas évaporation de l'eau car la température est contrôlée, sauf si la machine est en mode vapeur.
Dans un themobloc tu as une petite quantité d'eau en contact avec une grande masse métallique, d'où la mise ne chauffé rapide, alors que pour un chaudière, une grande quantité d'eau en contact avec un élément chauffant (résistance électrique, ou une flamme).
Voilà une vidéo explicative mais en anglais
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Merci hendasa. Tu confirmes que comme le TB est géré par thermostat ou capteur plus perfectionné, il peut rester sous tension si l’on veut que ce bloc massif soit à température homogène et prêt à tirer un shoot.

Du coup sa consomme bcp en permanence. Et je ne sais pas si c’est bon pour sa durée de vie.

Par contre même s’il a une température de consigne en dessous des 100 °C, l’eau piégée dans les tuyaux doit tout de même s’expanser non ? (J’entends souvent parler de soupapes sur les systèmes de chauffe).

"Merci hendasa. Tu confirmes que comme le TB est géré par thermostat ou capteur plus perfectionné, il peut rester sous tension si l’on veut que ce bloc massif soit à température homogène et prêt à tirer un shoot. "
Non, le thermoblock monte une masse métallique (souvent de l'alu) à une température donnée... C'est une masse inertielle...
L'eau ayant une transmission calorifique inférieure à celle de l'aluminium si ta résistance ne reste pas constamment allumée quand tu chauffes une chaudière par PID, elle le sera 3x plus en chauffant une masse d'aluminium.
L'air étant un isolant, tant que la fuite thermique est annulée (l'eau est statique ou les masses métalliques avoisinantes sont à température), la résistance ne chauffe plus...
Quand tu tires de l'eau, les calories du tb sont transmises à l'eau en circulation. Quand la température du thermoblock descend, l'eau devient moins chaude, le thermostat s'allume la résistance chauffe le thermoblock. C'est pour ça qu'à mon avis, un thermostat est une hérésie sur un thermoblock du fait de la latence générée par la conduction thermique trop limitée...
Disons que si le thermoblock est dimensionné correctement, il va transmettre les calories suffisantes sur la durée pour que ton shot soit chaud du début à la fin. S'il n'est pas assez gros, la température va chuter et le temps que le block se remette a température d'échange optimal...
Mais tant que tu ne fais rien, que la machine est chaude, le thermoblock restera inerte (ou quelques cycles de chauffe pour re-mettre l'alu à température).
Dans la base électrique/physique tu as raison, mais tu oublies que la conductivité de l'air évite la déperdition calorifique. Pour que le thermoblock tourne tout le temps, il faudrait qu'il perde autant de calories par l'air qu'il n'en produit en permanence... Sur une pièce de la taille d'un thermoblock alimenté par 1500w/h de courant permanent, Imagine 20 processeur ryzen 5 tournant en même temps sans aucun système de ventilation... Ce serait impensable... C'est donc bien la conduction thermique qui gère la consommation et non pas l'inverse...

On reconnais le boss    Merci pour tes précisions MetaSystem.

Je ne connais pas la température de consigne du TB. Tu as une idée de ce qui se pratique ?

Totalement d’accord avec ton analyse sur l’emploi de TB. Mais comment savoir s’il est correctement dimensionné. Faudrait un relevé de température sur disons un lungo. Mais ces données ne sont jamais dispo.

Vu que le débit d’eau change au fil de l’extraction, ça doit affecter le profil de température non ?

Je ne connais pas la température de consigne du TB. Tu as une idée de ce qui se pratique ?

Pas la moindre idée, ça doit varier d'où tu prends la température, du débit de l'eau, etc...

Totalement d’accord avec ton analyse sur l’emploi de TB. Mais comment savoir s’il est correctement dimensionné. Faudrait un relevé de température sur disons un lungo. Mais ces données ne sont jamais dispo.

C'est le travail d'un bureau d'étude ça... Laisse leur faire les calculs... Il faut considérer la conduction thermique, la capacité calorifique, le delta T, la surface d'échange, le débit, etc...

Vu que le débit d’eau change au fil de l’extraction, ça doit affecter le profil de température non ?

Je crois que le profil totalement stable du début à la fin tient plus du mythe que la réalité... Chaque machine à son profil type lié à son architecture...

L'intérêt du thermoblock est une raison de temps et d'économie, dans la théorie, si on avait pas besoin d'une stabilité thermique tel, ce serait sans doute la seule réponse valable au problème de l'espresso... Dans le concret, ça me laisse +/- dubitatif... Je sais que la conduction thermique de l'eau permet de rattraper des écarts assez important...
Par exemple: une chaudière + HX : tu as 2l d'eau et de vapeur à 120°C. L'échangeur fait 50cl. Si tu es dans un lieu à température vivable (on va dire 20°C), au bout d'1h, l'eau de ton réservoir doit avoisiner les 35°C... Sur un débit de 1ml/s, tu peux monter de l'eau de 35 à 95°C. Soit tu gagnes 70°C sur 50ml injecté...
Soit, tu peux tirer bien des doubles avant que la réserve de calories suffisante soit épuisé et que la machine relance un cycle de chauffe... Mais ce qui est intéressant, c'est que dans le concret, on ne peut gagner que 70°C sur un échange eau/eau (avec une paroi cuivre au milieu d'1mm d'épaisseur).
Vu que tu reste condamné à te limiter à la conductivité thermique de l'eau (dans les 650mw/m.K),.. Dans la théorie ça ne change rien...
Pour la température de consigne, c'est pareil, que ce soit un HX ou une chaudière classique, c'est trop compliqué à mesurer comme ça à notre niveau... Alors il faut mesurer l'eau en sortie et augmenter/diminuer la consigne en correspondance...
Ce qui à rejeté les thermoblock pendant des années, c'était qu'ils tentaient de compenser la masse par la réactivité de l'aluminium... Mais ils en ométaient la latence de la résistance et du mode de contrôle. Ainsi que les tuyaux qui étaient eux en alu... Avec une meilleur conduction thermique, mais une intolérance au tartre et encore plus à certains acides utilisé pour le détartrage...
Depuis, les tuyaux sont en inox (bien moins sensible au tartre et insensible aux acides).
Restera que si ton groupe est en laiton, la T° du groupe limitera toujours le temps avant lequel tu peux lancer ton premier shot (le laiton ayant une conductivité thermique 2x inférieur à l'aluminium et sa masse largement supérieure).
Bref, je m'égare, mais tu vois le principe... Le TB, si tu prends le temps de faire les mesures est très certainement une alternative viable et ne nécessite pas de chauffer une masse d'eau trop importante... Maintenant est-ce que dans la pratique les constructeurs ne nous blousent pas, j'en sais rien...

C’est tellement vrai ça : « Chaque machine à son profil type lié à son architecture ». Je vais la ressortir mais sans te verser des royalties

Par contre je ne te comprends pas quand tu dit «  Restera que si ton groupe est en laiton, la T° du groupe limitera toujours le temps avant lequel tu peux lancer ton premier shot (le laiton ayant une conductivité thermique 2x inférieur à l'aluminium et sa masse largement supérieure) »  

Ce que j’aimerais bien essayer de faire avec ce composant c’est justement de lui associer un mode de contrôle innovant et adapté (en rapport à ce que tu as évoqué) pour éviter d’avoir à chauffer de gros volumes d’eau. Ce que je trouve avantageux c’est sa disponibilité rapide. Alors qu’avec une chaudière et un groupe E61 bonjour l’attente.

Si vous avez qques idées je suis preneur. Je peut réaliser des essais et vous faire un retour.

Il y a déjà des e61 sur thermoblock contrôlé par PID...
Concernant l'explication, si tu veux un shot parfait, il faudra que le thermoblock chauffe le groupe en laiton pour avoir une ligne complète stable...

... ce dispositif de chauffe qui équipe certaines machines (souvent commerciales).

N'est-ce pas plutôt un dispositif que l'on croise sur les productions domestiques?
Où trouve-t-on cela en usage commercial/professionnel (à part Ascaso)?

Pig désolé pour la confusion.
Dans ma tête commerciale = grand public. A l’inverse de pro.

Quel modèle de E61 avec TB pour ma culture.

Meta tu dis que le thermostat est une hérésie sur un TB. Je suis d’accord. Le PID aussi vu qu’on ne fait pas un asservissement instantané.
Donc quel système de régulation serait adapté ?

Ne serais-tu pas en train de tout mélanger? Un PID offre justement la possibilité de couper la chauffe pour ne pas (ou trop) dépasser une consigne.
C'est ce que tu vas retrouver chez Ascaso:

Clique sur "Learn more about Thermodynamic group" pour voir ce qu'ils utilisent.
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Ils font les choses bien chez ASCASO. Leur site est tjs top.

Je ne pense pas tout mélanger. Le PID est utilisé depuis fort longtemps en automatisme. Il permet de réguler des process et asservir des axes robotisés. Cela bien souvent sur des systèmes qui réagissent vite ou pour maîtriser la courbe d’asservissement (atteinte de la cible, rapide, sans dépassement, en limitant les écarts, avec maintien dans le temps vis à vis des perturbations). Mais ici le sujet c’est un TB (et pas une chaudière classique).

Donc je ne pense pas que le PID soit efficace avec un dispositif de chauffe inertiel comme un thermobloc. Mais c’est mon avis. C’est sur que ça fait joli sur une machine... sans parler de marketing.

Ce serait bien d’avoir des pistes d’exploration. C’est le but de mon post. Pour tenter d’optimiser la gestion d’un TB en usage expresso.
Donc si qqu’un a des idées...

Ah bhein tu vois, je pense qu'un PID s'en sortirait plutôt bien avec l'inertie du TB.

C’est en effet à tester mais son job sera juste de maintenir le corps du TB à température.

Au fait metasystem, plus haut tu dit que selon toi le thermostat est une hérésie sur un TB. Peut tu développer.

Il pense sans doute à l'hysthérésis du thermostat, qui va conduire à de l'overshoot (je ne vois pas comment traduire ça proprement).

Je pense aussi à ça. Mais le maître va nous apporter ses lumières.

Peut être aurons nous la chance d’avoir d’autres membres qui viendront apporter leur conseils pour manager efficacement ce composant.

J’ai regardé et c’est souvent une dizaine de ml qui est contenue dans le tuyau interne du TB sur les machines grand public. Ça vous semble suffisamment dimensionné pour réaliser un expresso ?

Comment répondre à ta dernière question sans faire la moindre hypothèse?
Par exemple, compare les PL41 et PL41 Plus de LELIT: le volume d'eau est différent, et les résultats incomparable.
Alors comment déterminer le volume d'eau nécessaire pour réaliser un expresso avec "un TB"? De quel volume, de quelle surface d'échange de chaleur, de quelle puissance de chauffe, etc.?

Je te l’accorde ma question est dénouée de sens.

C’était juste pour dire qu’il n’y aura pas assez d’eau pour sortir un volume de 40-60 ml. Et donc l’eau va circuler dans le serpentin, récupérer des calories, le refroidir... et probablement qu’au final on obtiendra  une eau peu stable en température.

En tout cas le sujet n’attire pas foule

C’est dommage car je suis convaincu qu’en échangeant collectivement nos idées, nos connaissances, nos expériences on pourrait faire des choses sympa avec ce petit composant.  Ou pas

Disons que pour le moment, il y a peu d'offres qui puissent attirer l'oeil, entre le déjà-cité Ascaso et Decent.

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Ce qui n'est pas clair dans ce sujet, c'est où tu veux nous mener: la création d'une machine en adaptant un TB à une machine existante, par exemple?

Pig putain t’es curieux comme mec  
je voudrais me faire une machine squelette à ma sauce. Mais je ne suis pas séduit par les gros ballons. C’est pas vraiment beau.
J’ai eu l’idée d’y mettre un TB. C’est compact et on peut travailler son design.

C’est pour ça que j’ai lancé le sujet. Pour apprendre sur ce composant et recueillir des conseils pour le piloter correctement. D’autant que je suis un fan de la stabilité thermique de l’eau.

J’en ai cmdé un et je vais faire des essais. C’est un composant rependu et pas cher. Par contre j’ai pas envie de le claquer direct. Donc mieux vaut connaître son mode de fonctionnement et de pilotage.

Bon si j’ai tout compris à nos échanges je ne risque rien à le laisser branché sur le 230v vu que son thermostat (bi-lame) le contrôle, mais si je ne fais pas tourner la pompe... à priori ça ne risque rien vu qu’il n’y aura aucun échange thermique qui s’effectue avec l’eau étant donnée qu’elle reste statique.

Par contre ton lien c’est bof. Mis à part le type qui montre une photo avec 2 TB on y apprend rien. J’attendais mieux de ta part

Là, c'est tout de même plus clair pour t'aider.
Peut-être arriverons-nous même à te fournir des informations plus précises.
Encore faut-il tomber sur une machine qui utilise un TB pour alimenter le circuit de service, et non celui de vapeur.

Avant de déterminer si tu peux le laisser allumé, attendons de voir l'engin, et comment il est fait.
Faudra aussi voir comment tu vas réchauffer le groupe café.

Un tel projet pourrait être amusant, vivement la suite!

je répond avec retard...
Tu as la capacité maximum de conduction thermique de l'eau...
à savoir que de toute façon, tu sera limité par ça...
Le soucis des thermoblock de machine de supermarché, c'est qu'il est trop petit... Donc, quand l'eau passe, elle épuise les calories et le temps que le thermostat le voit, c'est trop tard...
Pour éviter ça, ils surchauffent le thermoblock... Comme ça l'eau du début est trop chaude et celle de fin trop froide... Dans la tasse ça s'équilibre...
Mais nous on veut une température stable. Alors il suffit de faire comme dans tout système d'échange thermique: assurer la masse de calories de réserve...
Donc thermostat ou pas, dans tous les cas, il faut que ton thermoblock ait suffisamment de rab...
Pour savoir quelle taille doit avoir un thermoblock, je le répète, c'est le boulot d'un bureau d'étude...

On a bien compris le rôle du BE. Mais là on discute sur un forum en vue de bricoler qque chose de sympa.  

 

Tu as la capacité maximum de conduction thermique de l'eau

????? peut tu remettre la réponse dans son contexte car là je comprend pas à quoi rattacher....

Pour la capacité du TB je suis en phase avec ton analyse. Mais ça veut dire que si on a pas le volume pour sortir jusqu'au LUNGO de serpentin interne c'est perdu.

A moins d'avoir une gestion électronique à la place du bi-lame avec un hystéresis très très réduit. Du coup dès les premiers caloris perdus on rechauffe. Mais peut être qu'avec l'inertie ça n'iras même pas   car je viens de regarder un thermostat bimétallique de chez HONEWELL il s'ouvre à 90°C pour ce modèle et se referme à 75°C !!!! donc c'est sur que là c'est mort.

Bonjour à vous chers spécialistes,
Je me permets de relancer ce post, car il me tient à cœur.
Comme Marco83, je souhaiterais réguler la température d’un thermo block. Je partage avec lui l’envie de m’upgrader une machine du commerce. Comme en théorie c’est assez compliqué, j’ai donc modifié une Nespresso Krups hs.
La carte électronique a été éliminée.
La pompe fonctionne en manuel
Le thermo block (tb) est géré par un régulateur de T° non PID chinois.
Puis j’ai fait des mesures, voici les résultats ;
Au départ la t° du tb est de 16°
Avec un point de consigne = 30° le tb monte à 62°
Avec un point de consigne = 40° le tb monte à 56.5°
Avec un point de consigne = 50° l’eau vaporise à 60° et le tb monte à 98.5°.
La T° monte de 50° en 30s
La T° baisse de 10° en 30s
Pensez-vous qu’avec de telles valeurs, un PID puisse maîtriser les températures d’un thermo block svp.
Si vous avez tenté une telle aventure quels sont vos conseils svp
Merci à vous